網絡互連設備培訓課件2.1網絡傳輸介質數據傳輸介質是指傳送信息的載體通信介質分為雙絞線、同軸電纜和光纖無線介質無線電波、微波和紅外線等22.1.1同軸電纜3粗纜粗纜是以太網初期最流行的傳輸介質粗纜很重而且不容易被彎曲，安裝和維護比較困難，成本較高IEEE把使用粗纜搭建的以太網稱為10Base5“10”代表最高傳輸速率為10Mbps“Base”代表采用基帶傳輸“5”代表傳輸距離最大為500米。4細纜細纜是20世紀80年代以太網初期采用的最流行的傳輸介質比粗纜輕，容易使用和安裝，價格相對便宜IEEE把使用粗纜搭建的以太網稱為10Base5“10”代表最高傳輸速率為10Mbps“Base”代表采用基帶傳輸“2”代表傳輸距離最大為185米52.1.2雙絞線雙絞線(TP，TwistedPair)是綜合布線工程中最常用的一種傳輸介質雙絞線電纜由4對絕緣銅線構成，這些銅線相互絞在一起，外面包裹著一層防護套。一般還有一根尼龍繩（抗拉纖維）用于增加雙絞線電纜的抗拉強度6非屏蔽雙絞線UTP，unshieldedtwistedPair使用RJ-45水晶頭作為端頭傳輸距離限制為100米目前最常用的是5類（Cat5）、超5類雙絞線(Cat5e)和6類(Cat6)類電纜

7屏蔽雙絞線STP，ShieldedTwistedPairSTP比UTP具有更好的電磁屏蔽和抗干擾性能8568-A和568-B連接器標準9雙絞線電纜類型102.1.3光纖光纖（OpticalFiber）即光導纖維傳輸速率大于1000Mbps，是目前傳輸速度最快的介質衰減要遠遠小于電信號的衰減，適合長距離的傳輸價格比較昂貴。11光纖有5個部分組成12多模光纖單模光纖13光纖接頭單模光纖最常用的接頭類型為用戶連接器(SC，SubscriberConnector)多模光纖最常用的接頭類型為直插式連接器(ST，StraightTip)142.1.4無線介質152.2網絡適配器（網卡）網絡適配器也稱為網卡，網卡的基本功能是提供網絡中計算機主機與網絡電纜系統（通信傳輸系統）之間的接口，實現主機系統總線信號與網絡環境的匹配和通信連接，接收主機傳來的各種控制命令，并且加以解釋執行。現在網卡都支持全雙工模式，也稱為雙向同時傳輸。網卡插在每臺工作站和服務器主機板的擴展槽里。工作站通過網卡向服務器發出請求，當服務器向工作站傳送文件時，工作站也通過網卡接收響應。網卡工作在ISO/OSI參考模型的數據鏈路層，確切的說是數據鏈路層的MAC子層。16網卡的作用與連接17網卡的分類根據數據位寬度的不同，網卡分為8位、16位、32位和64位。網卡主要是以適應何種主機總線類型來分類的。當前，各種計算機提供的總線類型主要有：工業總線ISA，擴展工業總線EIAS，外圍控制器接口總線PCI,微通道總線MCA等。按數據傳輸速率劃分，有10Mbps、100Mbps、10/100Mbps自適應網卡，以及1Gbps網卡。現在市面常見的有100M/1000M自適應網卡。根據不同的局域網協議，網卡又分為Ethernet網卡（支持IEEE802.3系列協議）、TokenRing網卡、ARCNET網卡和FDDI網卡幾種。按有無物理上的通信線纜分類，分為有線網卡和無線網卡。18網卡的選擇

連接性主要是根據主機的總線類型選擇不同的網卡，現在一般選用PCI或者PCMCIA接口的網卡。19網卡的參數配置①網卡的物理地址網卡地址也稱為MAC（MediumAccessControl）地址或物理地址全球唯一，是48位二進制數，一般永12位16進制數表示。可以用ipconfig命令查看網卡的物理地址。②中斷號計算機主機與外部設備通信的方法有4種：無條件傳送；查詢；中斷和直接內存訪問DMA。網卡采用中斷方式工作③輸入/輸出地址范圍④雙向同時傳輸目前的網卡均支持雙向同時傳輸20網卡的參數圖示【開始】│【設置】│【控制面板】│【系統】│【設備管理】│【網絡適配器】│【屬性】│【資源】

212.3.1中繼器（Repeater）中繼器用于同種局域網絡的互連，是在物理層次上實現互連的網絡互連設備，用于擴展網段的距離。電信號強度在電纜中傳送時隨電纜長度增加而遞減，這種現象叫衰減，對長距離傳輸有影響。中繼器常用來將幾個網段連接起來，通過中繼器將信號放大，然后在另一個網段上繼續傳輸。中繼器同樣工作在ISO/OSI參考模型的物理層。2.3集線器（HUB）和中繼器（Repeater）22中繼器具有以下特點

⑴中繼器可以重發信號，這樣可以擴展網段的距離。⑵中繼器主要用在同種LAN互連中，如IEEE802.3LAN和Ethernet網。⑶中繼器工作在網絡體系結構模型的最低層物理層。⑷由中繼器連接起來的各網段必須采用同樣的信道訪問協議，例如CSMA/CD協議。⑸由中繼器連接的網段構成一個更大的網段，并且有著相同的網絡地址，屬于一個沖突域。⑹網段上的每一個節點都有自己的地址。⑺中繼器以與它相連的網絡同樣的速度發送數據。232.3.2集線器（HUB）集線器又稱為HUB，實質上為多端口的中繼器在使用時，可以把集線器連接的網絡看成一個共享式總線，在集線器的內部，各端口之間相互連在一起的。集線器可分為獨立式、疊加式、智能模塊化，有8端口、16端口、24端口多種規格集線器支持的數據傳輸率為10Mbps或100Mbps。HUB工作在ISO/OSI參考模型的物理層。24集線器集線器具有多個端口每個端口通過RJ-45接頭與網卡連接，將主機連接到網絡集線器是物理層的設備，也稱為多端口中繼器（MultiportRepeater）使用集線器組成的10Based-T網絡采用的是CSMA/CD的介質訪問控制方法，是一個邏輯總線型，物理星型的拓撲252.4.1網橋網橋是一種在數據鏈路層實現局域網絡互連的存儲轉發設備。局域網絡結構上的差異體現在介質訪問協議MAC上，因而網橋被廣泛用于異種局域網的互連。網橋工作在ISO/OSI參考模型的數據鏈路層。網橋從一個網段接收完整的數據幀，進行必要的比較和驗證，然后決定是丟棄還是發送給另外一個網段。轉發前網橋可以在數據幀之前增加或刪除某一些字段，但不進行路由選擇。因此，網橋具有隔離網段的功能，在網絡上適當地使用網橋可以起到調整網絡的負載。2.4網橋（Bridge）和交換機（Switch）26網橋的的工作原理網橋按工作原理分為兩類：1一類為透明網橋，也叫生成樹橋，由各個網橋自己來決定路徑選擇。透明橋采用逆向學習的方法獲得路徑信息，每個網橋都有一張路徑表，表中記錄端口和網絡地址的對照信息。2另一類稱為源選路徑橋，由源端主機決定幀傳輸要經過的路徑，在初始由源端主機發出傳向各個目的站點的查詢幀，途徑的每個網橋轉發該幀，查詢幀到達目的站點后，再返回源端，返回時，途徑的網橋將它們自己的標識記錄在應答幀中，這樣可以從不同的返回路徑中找到一條最佳的路徑。

27網橋的問題

網橋對接收的幀要先存儲和查找站表，決定是否轉發，增加了時延；網橋在MAC子層并沒有流量控制功能；網橋連接只能適用通信量不是很大的應用；若同時有大量的向其他網段轉發的通信量，容易形成廣播風暴。

28交換就是轉接。交換機是一個連接設備，是在第二層實現連接。交換機容易與公司的程控交換機相混淆，一般稱為計算機交換機。用集線器Hub連接的網絡，可以類比日常生活交通中的平面交通，而用交換機連接的網絡可以類比立體交通。Switch工作在ISO/OSI參考模型的數據鏈路層。2.4.2交換機29交換式網絡30交換機的工作原理交換機是一個多端口的網橋，每個端口都有橋接功能，它能夠在任意一對端口間轉發幀，交換機的每一個端口屬于一個沖突域，以太網交換機按照CSMA/CD協議工作，交換機中的電路可以把任意端口的網段與別的端口的網段在數據鏈路層上連接起來.31交換機的工作原理及內部構造32交換機的交換方式

以太網交換機的交換方式分為靜態方式和動態方式。靜態方式的特點是端口間的通道由人工事先配置，兩個端口間的連接類似于硬件連接，端口按固定的連接方式交換幀。動態交換方式又分為：存儲轉發方式；直通方式；幀碎片丟棄方式，也稱無殘幀方式。33交換機的功能和性能⑴端口-站地址表的大小⑵端口的自適應性⑶單位時間轉發幀的能力；流量控制能力；交換機是否具備雙向同時傳輸（全雙工）能力⑷幀延時的大小⑸交換機端口對地址的支持⑹對虛擬局域網VLAN的支持34交換機的主要技術參數⑴轉發技術，交換機采用直通轉發、存儲轉發和幀碎片丟棄轉發技術的哪一種。⑵延時，交換機數據交換延時的時間值。延時與交換機采用的轉發技術有關。⑶管理功能。⑷單/多MAC地址類型。⑸外接監視支持⑹擴展樹，交換機是否提供擴展樹算法或其他算法，檢測并限制拓撲環。⑺全雙工，也即雙向同時傳輸。⑻高速端口集成功能，即高速上連功能。35交換機的分類1交換機可以分為不同的類型，例如：以太網交換機、ATM交換機等等。2從應用規模上可以分為企業級交換機、部門級交換機和工作組交換機。3從結構上可以分為模塊式交換機和固定配置交換機。4模塊式交換機又稱為機箱式交換機，可以根據需要配置不同的模塊，模塊可以插拔，交換機上有相應的插槽，使用時將模塊插入插槽中，所以具有很強的可擴展性。36交換機的級聯和堆疊1交換機之間的連接有級聯和堆疊兩種方案。2交換機的級聯方法是：將一臺作為主交換機，其他的交換機作為二級交換機，將交換機的某個端口與主交換機的端口連接。3要對交換機進行堆疊，需要使用支持堆疊功能的堆疊式交換機，將若干臺堆疊在一起的交換機可以看作為一臺具有很多端口的大型交換機。4級聯在邏輯上是多個被網管的對象，而堆疊在邏輯上是一個被網管的對象。37路由器是實現異種網絡連接的互連設備，工作在OSI的第三層即網絡層。路由器在轉發分組時，依據的是網絡層分組頭部的路由信息。路由器可以根據網絡層的協議類型、網絡號、主機的網絡地址、子網掩碼、高層協議的類型等來監控、攔截和過濾信息。路由器和網橋本身就是一臺計算機。路由器也需要操作系統才能進行網絡系統配置，以及和其它路由器交換信息。路由器是網絡中進行網間連接的關鍵設備。

2.5路由器（Router）

38路由器的作用路由器可以根據網絡層的協議類型、網絡號、主機的網絡地址、子網掩碼、高層協議的類型等來監控、攔截和過濾信息。路由器通過IP地址和子網掩碼的組合隔離各個子網，有利于子網的劃分、維護和管理。路由器還有流量控制能力，可以采用優化的路由算法均衡網絡負載，減少網絡擁塞的發生。路由器具有很好的隔離能力，可以避免廣播風暴，也利于提高網絡的安全性和保密性支持多種路由協議，如RIP、OSPF、BGP等等。39通過路由器進行互聯40交換機與網橋、路由器的比較1交換機和網橋都是工作在第二層的網絡連接設備，交換機對網絡進行分段的方式和網橋相同，它實際上是一個多端口的網橋。交換機和網橋之間的主要差別體現在3個方面。2交換機運行在OSI模型的第二層(數據鏈路層)，路由器運行在第三層。3第三層和第四層交換機能夠比路由器更快地轉發數據，延遲較短，比路由器更容易安裝和配置。但一般來說，這些交換機的整體性能還是比不上路由器。

41三層交換的概念1二層交換的問題是，其工作是基于MAC地址，不涉及網絡層的功能，沒有路由能力。2路由器存在的問題是，路由器的大部分功能均由軟件實現，造成延時長，吞吐率受到限制。路由器對數據包的處理需要拆包、查看第三層信息。3交換機是基于硬件結構的，對幀的轉發處理過程非常簡單，可以達到很高的吞吐量。4一個想法是使交換機既保持高性能，又具有路由能力，這種思想導致了三層路由交換機的出現。

42局域網采用三層交換技術第一種稱為下一跳解析協議NHRP（NextHopResolutionProtocol），采用的技術稱為“路由一次，隨后交換”。43Cisco公司提出的NetFlow交換44三層交換與傳統路由器的比較45三層交換機可以完成的功能⑴通過第三層信息決定分組轉發路徑。⑵通過校驗字段檢驗第三層協議頭部。⑶檢查分組的生命期字段TTL，可以更新生命周期。⑷對管理信息庫MIB中的統計信息進行更新。⑸通過檢查分組頭部信息實現安全性控制。⑹對分組選項字段信息響應和處理。⑺通過標準的路由協議，例如RIP、OSPF，可以與廣域網路由器通信。46調制解調器Modem

調制解調器也稱為信號變換設備，也叫做數據電路端接設備DCE，按照計算機網絡兩級子網的劃分，它屬于通信子網，但是它是用戶端的設備。數字信號的調制實際上是用基帶信號對載波信號的三個特征參數：幅度、頻率和相位進行調制，使這些參數隨基帶脈沖信號的變化而變化。總之，調制解調器Modem就是用于數字信號和模擬信號的互相轉換。以適應不同信道特點來進行數據傳送的。47調制方式調制方式可分為：幅移鍵控法ASK(Amplitude-ShiftKeying)頻移鍵控法FSK（Frequency-ShiftKeying）相移鍵控法PSK（Phase-ShiftKeying）三類分別稱為：調幅AM（AmplitudeModulation）調頻FM（FrequencyModu